19 de noviembre de 2020

Un virus revela cómo manipular el microbioma intestinal para controlar su composición

Un virus revela cómo manipular el microbioma intestinal para controlar su composición
El microbioma intestinal puede influir en el riesgo de sufrir infecciones y en la respuesta defensiva frente a las mismas. - IATA-CSIC

MADRID, 19 Nov. (EUROPA PRESS) -

Los científicos han descubierto cómo un virus común del intestino humano infecta y se apodera de las células bacterianas, un hallazgo que podría usarse para controlar la composición del microbioma intestinal, tan importante para la salud humana, según publican en la revista 'Nature'. La investigación podría ayudar en los esfuerzos para diseñar bacterias beneficiosas que producen medicamentos y combustibles y limpian contaminantes.

"Los crAssfagos son los virus más abundantes que infectan a las bacterias en el intestino humano. Como tales, probablemente controlen nuestra comunidad intestinal de microbios (el microbioma)", explica el coautor Konstantin Severinov, investigador principal del Instituto Waksman de Microbiología y profesor de biología molecular y bioquímica en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad Rutgers-New Brunswick, en Estados Unidos.

"Comprender cómo estos pequeños virus infectan a las bacterias puede permitir a los científicos controlar y manipular la composición del microbioma, ya sea aumentando la proporción de bacterias beneficiosas en nuestros intestinos o disminuyendo la cantidad de bacterias dañinas, promoviendo así la salud y combatiendo enfermedades", asegura.

Los científicos descubrieron que los crAssfagos usan su propia enzima (una ARN polimerasa) para hacer copias de ARN de sus genes. El ARN tiene la información genética para producir proteínas. Todas las células, desde las bacterianas hasta las humanas, utilizan estas enzimas para hacer copias de ARN de sus genes. Y estas enzimas son muy similares en toda la materia viva, lo que implica que son antiguas y están relacionadas por un ancestro común, señala Severinov.

Cuando el equipo reveló la estructura atómica de una enzima crAssphage, se sorprendieron al saber que es distinta de otras polimerasas de ARN, pero que se parece mucho a una enzima en humanos y otros organismos superiores que está involucrada en la interferencia del ARN. Tal interferencia silencia la función de algunos genes y puede conducir a ciertas enfermedades.

"Este es un resultado sorprendente. Sugiere que las enzimas de interferencia del ARN, un proceso que se pensaba que ocurría solo en células de organismos superiores, fueron 'tomadas' de un virus bacteriano ancestral temprano en la evolución --recuerda Severinov--. El resultado permite vislumbrar cómo evolucionaron las células de organismos superiores al mezclar y combinar componentes de células más simples e incluso de sus virus".

"Además de los conocimientos evolutivos profundos, las enzimas de fagos (virales) como la ARN polimerasa de crAssfagos pueden usarse en biología sintética para generar circuitos genéticos que no existen en la naturaleza", prosigue.

La biología sintética implica rediseñar organismos para que puedan, por ejemplo, producir un medicamento, nutriente o combustible, detectar algo en el medio ambiente o limpiar contaminantes, según el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.

"Ahora estamos tratando de hacer coincidir los miles de virus crAssfagos diferentes de nuestro intestino con los huéspedes bacterianos que infectan --explica Severinov--. Al usar sólo el virus bacteriano 'correcto', podremos deshacernos de las bacterias que infecta, lo que nos permitirá alterar la composición del microbioma intestinal de forma específica".

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